W obróbce CNC profili aluminiowych odkształcenie jest jednym z najbardziej kłopotliwych problemów dla inżynierów ❗️ Szczególnie w przypadku długich taśm i części cienkościennych wypaczenie lub skręcenie po obróbce może prowadzić do odchyleń wymiarowych, a nawet złomowania. Jak kontrolować deformację poprzez optymalizację procesu, konstrukcję mocowania i regulację parametrów? W tym artykule dogłębnie przeanalizujemy przyczyny źródłowe i dostarczymy praktycznych rozwiązań 🔥  

 Podstawowe przyczyny deformacji: właściwości materiału i koncentracja naprężeń  

Profile aluminiowe mają niską twardość i wysoką przewodność cieplną, dzięki czemu podczas cięcia łatwo gromadzi się ciepło, powodując miejscowe rozszerzanie. Jednocześnie podczas obróbki uwalniane są szczątkowe naprężenia wewnętrzne z wytłaczania, co powoduje dalsze odkształcenia.  

- Wybór materiału: Stopy aluminium serii 6 (np. 6061) są łatwiejsze w obróbce niż seria 7, ale mają wyższą czułość termiczną;  

- Kluczowa obróbka wstępna: wyżarzanie odprężające (utrzymywanie w 300 ° C przez 2 godziny) może zmniejszyć naprężenia wewnętrzne o ponad 60%.  

 Optymalizacja procesu: cięcie warstwowe i projektowanie ścieżek narzędzia  

Oddzielenie obróbki zgrubnej od obróbki wykańczającej jest podstawową zasadą! Pozostaw naddatek 1-1,5 mm na obróbkę zgrubną, a następnie usuń 0,2-0,3 mm podczas obróbki wykańczającej, aby uniknąć akumulacji ciepła i nakładania się sił skrawania.  

- Strategie ścieżki narzędzia:  

  ▶️ Unikaj ciągłego frezowania w dół; stosować naprzemienne frezowanie w górę, aby rozproszyć naprężenia;  

  ▶️ Obróbka segmentowa długich profili: cięta na segmenty co 200 mm w celu zmniejszenia wibracji zwisu;  

  ▶️ W przypadku części cienkościennych: najpierw otwory maszynowe, potem kontur zewnętrzny - zapobiegają zapadaniu się krawędzi spowodowanemu zmniejszoną sztywnością konstrukcji.  

 Narzędzia skrawające i parametry: klucz do zmniejszenia temperatury skrawania  

Ostre krawędzie skrawające + narzędzia powlekane mogą obniżyć temperaturę skrawania o 30%! Zalecenia:  

- Typ narzędzia: Frezy palcowe z powłoką diamentową (zoptymalizowane pod kątem stopów aluminium);  

- Ustawienia parametrów:  

  ▶️ Prędkość wrzeciona: 12 000-18 000 obr. / min (dostosować do średnicy);  

  ▶️ Pasza na ząb: 0,08-0,12 mm;  

  ▶️ Głębokość skrawania: ≤ 2 mm dla obróbki zgrubnej, ≤ 0,5 mm dla obróbki wykańczającej.  

⚠️ Ściśle zabroń obróbki tępymi narzędziami: Wymień natychmiast, gdy zużycie krawędzi przekracza 0,1 mm!  

 Innowacje w zakresie mocowania: elastyczne podparcie i rozkład ciśnienia  

Tradycyjne zaciskanie imadła jest podatne na zgniatanie i nierównomierne naprężenia! Zamiast tego użyj:  

- Oprawy wyprofilowane: Miękkie szczęki lub modułowe uszczelki, które pasują do konturu profilu;  

- Uchwyty próżniowe: Nadają się do materiałów arkuszowych, z równomiernym rozkładem ciśnienia (wymaga wykończenia powierzchni Ra ≤ 3,2);  

- Wielopunktowe podpory pomocnicze: Dodaj regulowane rozpórki pośrodku długich profili, aby przeciwdziałać zwisaniu wywołanemu grawitacją.  

 Strategia chłodzenia: większy przepływ niekoniecznie jest lepszy  

Chłodzenie mgłą jest lepsze niż chłodzenie zanurzeniowe! Smarowanie minimalną ilością (MQL) może dokładnie rozpylić smar na obszar cięcia, zmniejszając przyczepność wiórów aluminiowych przy jednoczesnej kontroli temperatury.  

- Scenariusze specjalne: Użyj wewnętrznych uchwytów narzędziowych do chłodzenia do obróbki głębokich otworów, aby wcisnąć chłodziwo bezpośrednio do końcówki narzędzia;  

- Alert o nieporozumieniu: Nadmiar chłodziwa może spowodować nagłe zmiany temperatury w profilu, co zamiast tego intensyfikuje deformację ❗️  

 Wyłączne dane: Tabela współczynników kompensacji odkształceń  

Na podstawie zmierzonych danych wielkość odkształcenia można wstępnie skompensować w oprogramowaniu CAM przed obróbką:  

| Długość profilu | Stosunek szerokości do grubości | Szacowane odkształcenie | Kierunek kompensacji |  

|----------------|-----------------------|------------------------|------------------------|  

| 500 mm | ≤ 3: 1 | 0,05 mm | Odwrotne rozciąganie |  

| 1000 mm | 5: 1 | 0,12 mm | Podnoszenie środkowe |  

| 1500mm | ≥ 8: 1 | 0,25mm | Korekta segmentu |  

(Źródło: statystyki wieloprzypadkowe i raporty z pomiarów laserowych)  

W przyszłości trendem staną się systemy korekcji online w czasie rzeczywistym - poprzez monitorowanie sił i temperatur skrawania za pomocą czujników, dynamiczne dostosowywanie ścieżek i parametrów narzędzia w celu uzyskania "obróbki adaptacyjnej" oraz eliminację deformacji u źródła 🔥